汞胁迫对向日葵种子萌发和幼苗可溶性蛋白含量的影响
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汞胁迫对向日葵种子萌发和幼苗可溶性蛋白含量的影响
刘飞曾小飚*
（百色学院农业与食品工程学院，广西百色533000）
摘要：该试验研究了汞胁迫对向日葵种子萌发及幼苗可溶性蛋白含量的影响，以期为生态毒理学提供基础资料。
结果表明：汞胁迫浓度低于10mg/L时，对向日葵种子的萌发具有一定的促进作用，胁迫浓度超过
10mg/L后，则会抑制种子的萌发；在0～25mg/L浓度范围内，随着汞胁迫浓度的升高，可溶性蛋白含量总体呈上升的趋势。
关键词：汞胁迫；向日葵；种子萌发；可溶性蛋白
中图分类号S727.4文献标识码A文章编号1007-7731（2017）21-0023-02
随着工农业的发展，土壤重金属污染日益严重，由于其具有累积性、隐蔽性、单向性和难治理等特点［1-2］，如何进行重金属污染土壤的修复成为了当今农业和生态环境面临的一个重要课题［3］。
汞是一种毒性很强的环境污染物，其化合物具有一定的神经毒性，经过食物链富集后会对生物造成特别严重的影响，对人类造成危害［4］。
不同重金属对植物的毒性不同，有关汞污染对向日葵（Helianthus annuus L.）生长的影响目前还未见研究报道。
为此，笔者研究了汞胁迫对向日葵种子萌发及其幼苗可溶性蛋白含量的影响，以期为生态毒理学提供基础资料。
1材料与方法
1.1试验材料向日葵种子为“金星1号”。
1.2试验设计
1.2.1汞胁迫对向日葵种子萌发的影响挑选籽粒饱满的向日葵种子分为10组，每组100颗，分别用含Hg浓度为0、0.5、1、2、5、10、25、50、100、150（mg/L）的溶液浸泡5h后置于在28℃恒温培养箱萌发，适时浇灌相应浓度的Hg2+溶液保持种子湿润，每天记录发芽数。
1.2.2汞胁迫对向日葵幼苗可溶性蛋白质的影响筛选籽粒饱满的向日葵种子进行萌发，将萌发一致的种子挑选出来，移植到装有砾石的塑料一次性杯中，自然条件下培养，幼苗生长2d后改用Hoagland培养液浇灌。
预培养21d后，选出长势一致的幼苗，分成7组，分别用不同浓度（0mg/L、0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、5mg/L、10mg/L、25mg/L）的Hg2+胁迫处理，于胁迫处理后的第9天、第12天、第15天取茎、叶片进行可溶性蛋白含量的测定（考马斯亮蓝法［5］）。
实验设3个重复。
2结果与分析
2.1汞胁迫对向日葵种子萌发的影响由图1可知，汞胁迫浓度为2～25mg/L处理时发芽率均高于对照组，10mg/L 处理发芽率最高，而胁迫浓度高于25mg/L后发芽率均低于对照组，表明低浓度汞胁迫处理对向日葵种子萌发有促进作用，而高浓度胁迫处理下对其有抑制作用，且浓度越高，
抑制作用越明显。
发
芽
率
（
%
）
Hg2+浓度（mg·L-1）
图1汞胁迫对向日葵种子发芽率的影响
发芽势是反映种子生命力的指标。
由图2可知，当汞胁迫浓度低于10mg/L时，向日葵种子发芽势比对照组有一定程度的提高，10mg/L发芽势最高，而高于10mg/L后，发芽势逐渐下降，表明较低浓度汞胁迫对向日葵种子活力有一定的促进作用，高浓度则会抑制种子活力，且浓度越高，抑制越明显。
发
芽
势
（
%
）
Hg2+浓度（mg·L-1
）
图2汞胁迫对向日葵种子发芽势的影响
注：发芽势=3d后正常发芽的种子数/供试种子数*100。
基金项目：2016广西高等教育本科教学改革工程项目（2016JGZ161）；2015地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目（201510609007）；
2015广西高校优势特色专业建设项目——百色学院亚热带农业产业专业群［桂教高教〔2015〕41号］66。
作者简介：刘飞（1993—），男，广西桂林人，研究方向：植物逆境生理。
*通讯作者收稿日期：2017-09-10
发芽指数能反映种子的发芽能力及活力。
由图3可知，随着汞胁迫浓度的升高，发芽指数呈现先上升后下降的趋势，胁迫浓度为10mg/L 时，发芽指数达最高值，表明低浓度汞胁迫对向日葵种子发芽能力有一定的促进作用，高浓度则会抑制种子发芽，且浓度越高，抑制越明显。
发芽指数
Hg 2+浓度（mg·L -1
）
图3
汞胁迫对向日葵种子发芽指数的影响
2.2汞胁迫对向日葵幼苗可溶性蛋白含量的影响
逆境
会影响植物的生长发育，这可以通过可溶性蛋白含量的变化表现出来，植物细胞的渗透势调节和它有着重要关系［6］。
由图4、5可知，随着汞胁迫浓度逐渐升高，向日葵茎、叶可溶性蛋白含量总体上均呈上升的趋势。
其原因可能是随着汞离子浓度不断增加，植物体感受到外界的毒害，植物体开启了保护自身生命活动的调节机制，体内开始诱导产生大量的防御物质，而这些防御物质大多数属于各种蛋白质类，从而增加了体内可溶性蛋白原始含量［7］。
由图4还可看出，汞胁迫处理9d 、12d 时茎内可溶性蛋白含量差异不显著，但处理15d 后含量明显上升，估计是胁迫时间长以后茎内通过大量合成蛋白质以调节渗透压来适应逆境。
由图5可知，汞胁迫第9～12d 叶内蛋白质含量明显减少，且第12天叶中蛋白质含量在各个浓度变化不是很明显，但到第15天植株整体上又呈现出上升的趋势，原因值得探索。
蛋白质含量（μg /g ）
Hg 2+浓度（mg·L -1
）
图4
茎Pr 含量与汞胁迫浓度变化关系
蛋白质含量（μg /g ）
Hg 2+浓度（mg·L -1
）
图5
叶Pr 含量与汞胁迫浓度变化关系
3
讨论
有研究表明，低浓度重金属离子可以促进向日葵种
子萌发有关的脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶，促进种子的呼吸速率，加快种子的萌发［8］。
本试验中，汞浓度低于10mL/L 时，对向日葵种子的发芽率、发芽势和发芽指数均有一定的促进作用，而高于10mL/L 时，均表现出一定的抑制作
用。
有研究认为，重金属对植物种子萌发和幼苗生长的影响有较低浓度促进效应和高浓度抑制效应［9-10］，本试验结果与前人一致。
植物体内存在对抗外界不良环境的防御性机制。
本试验中，随着汞胁迫浓度的升高，向日葵体内可溶性蛋白含量呈现出逐渐升高的趋势。
这是因为汞胁迫可以刺激向日葵体内开启自我防御机制，增加蛋白质合成，从而降低重金属的毒害作用，提高在逆境中的生存能力。
但过高浓度胁迫也会使植物体内蛋白代谢出现阻碍，植株体内渗透压平衡被破坏，影响生长发育。
本试验仅初步探究了重金属汞胁迫对向日葵种子萌发和幼苗可溶性蛋白含量的影响。
重金属对植物的影响具有复杂性和多样性，要综合多个指标分析才能探清重金属毒害植株的机理或途径，这有待下一步的探讨或研究。
参考文献
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业资源与环境科学，2008，24（4）：386-389.
（责编：张宏民）。
